ÓPTICA GEOMÉTRICA PAULO SÉRGIO
Isaac Newton (1642 1727) Defensor da teoria corpuscular da luz. Explicava: a refração e a reflexão da luz a propagação retilínea a formação de sombras
LUZ PARTÍCULAS OU ONDAS? Newton acreditava que na refração a luz era atraída pelo meio mais denso, água, vidro, etc. e quanto mais denso o meio maior a atração e, portanto, maior o desvio. Também, para Newton, a velocidade da luz em meios mais densos era maior, assim como ocorre com o som.
A Física Newtoniana desenvolveu-se e tornou-se predominante no Século 18. A teoria corpuscular da luz era uma parte fundamental desta Física. A Física newtoniana tornou-se o paradigma da ciência por mais de 200 anos.
Thomas Young, em 1801, com a experiência das duas fendas reforça a teoria ondulatória da luz. Descobre os princípios da interferência da luz. Thomas Young 1773-1829 I Interferência destrutiva II Interferência construtiva.
Experiência de 2 fendas de Thomas Young Projeta-se no anteparo Padrão de interferência construtiva e destrutiva
EXPERIMENTO DE YOUNG - 1801 THOMAS YOUNG (1773-1829) MÉDICO E FÍSICO INGLÊS FIGURAS DE INTERFERÊNCIA ENFATIZAM O CARÁTER ONDULATÓRIO DA LUZ
O MELHOR EXEMPLO DE UMA FONTE COERENTE É A LUZ L.A.S.E.R. FIGURA DE INTERFERÊNCIA PARA A LUZ LASER
Luz é onda eletromagnética transversal c = λ.f c vácuo = 300.000 km/s 4,3 x10 14 Hz < f < 7 x 10 14 Hz
ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO
Hertz descobre o efeito fotoelétrico, em que a luz, quando incide em metais arranca elétrons desses metais. Heinrich Rudolf Hertz 1857-1894
EFEITO FOTOELÉTRICO No entanto, a energia com a qual os elétrons saíam não dependia da quantidade de luz. Assim, uma lâmpada vermelha muito intensa não produzia a ejeção de elétrons do metal com mais energia cinética do que uma luz violeta de intensidade mais baixa (no entanto a freqüência da luz violeta é maior que da luz vermelha). Portanto, esse efeito é mais observável com luz violeta e ultravioleta Maior freqüência da luz incidente maior a energia cinética dos fotoelétrons
EFEITO FOTOELÉTRICO
Explicação da emissão instantânea dos fotoelétrons no efeito fotoelétrico. Explicável se a luz fosse constituída de partículas que transferissem energia durante as colisões com os elétrons. A teoria ondulatória da luz não explica o efeito fotoelétrico! Pois não estabelece nenhuma relação entre a freqüência de uma onda e a energia que ela transporta.
A origem da mecânica quântica Formulou a hipótese do pacote ou quantum de energia. Max Planck 1838-1947 A energia não varia continuamente, mas em pacote ou quantum de energia: E = h.f, ou seja, a energia se manifesta em quantidades que são sempre um múltiplo de uma certa quantidade muito pequena, um pacote de energia ou quantum de energia
Albert Einstein 1879-1955 A teoria fotônica da luz. Em 1905, Einstein explica o Efeito Fotoelétrico. Postula que a luz é composta de partículas de radiação ou pulsos eletromagnéticos chamados fótons E foton = h.f. Fótons não têm massa. Fótons são partículas de energia. Luz é energia pura!
Explicação de Einstein para o Efeito Fotoelérico. Energia do fotoelétron = h.f W W = energia para vencer a barreira de potencial. Depende do material.
Afinal, a Luz é Onda ou Partícula? Depende do fenômeno estudado. A luz se comporta como onda ou como partícula. Dessa forma, não se deve dizer o que a luz é, mas sim como ela se comporta. A luz e as demais radiações eletromagnéticas não devem ser descritas por apenas um único modelo teórico. A interferência e difração de luz, por exemplo, só podem ser explicadas pelo modelo ondulatório. Já o efeito fotoelétrico, só pode ser explicado pelo modelo quântico das partículas denominadas fótons. Os dois modelos são necessários e se complementam